E=mc^2 TAMBIÉN EN QUÍMICA

vamos a ver.... supongo que más alla de E=MC^2 que es una formula de equivalensia todos diferenciamos entre masa y energía... caso contrario, no veo la razó de existir la variable E y la variable M por ejemplo.....

ahora, todos tambien sabemos que un cuerpo se compone de una parte de masa y otra de energía, hasta acá todos supongo estamos de acuerdo.

La fórmula resulta util, para unificar esas variables hacia el lado en que se desee según la necesidad o para calcular equivalencias.

ahora, si un cuerpo gana energía, no está necesariamente ganando masa, está ganando energía... si se la quiere convertir a los efectos de efectuar cualquier cálculo, perfecto, todos sabemos que X energía equivale (sin ser lo mismo) a X masa.

es (perdón por lo exsagerado) como comparar hielo y agua todos saben que si derretimos tanto de hielo obtenemos tanto de agua, ahora si tomamos un vaso con agua y hielo, no estaría bien ni decir que tiene solo agua ni que tiene solo hielo... y si se le agrega hielo, no tiene más agua, tiene más hielo.....

ufff espero haber podido explicarme... ahora según esto es que yo quiero saber si en una reacción química como encender una vela, la energía (luz por ejemplo) surge de una pérdida de energía o una pérdida de masa... por más insignificante que sea.....

Comparto esto de Banesh Hoffmann (resumido) que explica má mejor que yo (tómense el laburo de leer. Está muy bien explicado y creo yo, zanja todas las dudas):

"(...) Para Einstein no había terminado el año 1905. A finales de septiembre, tres meses después del artículo sobre la relatividad, envió a Annalen der Physik otro artículo que se publicó en noviembre. Einstein demuestra que si un cuerpo libera una cantidad E de energía en forma de luz, su masa disminuye la cantidad de E/c^2. Y realiza una observación penetrante y de importancia fundamental: el hecho de que la energía esté en forma de luz "no supone, evidentemente ninguna diferencia". Luego enuncia una ley gral. en el sentido de que si un cuerpo libera una cantidad E de energía de cualquier clase, pierde o gana una cantidad de masa E/c^2. (Dada la inmensidad de c, si una bombilla eléctrica emitiera 100 watios de luz durante 100 años, despediría una energía cuya masa total sería menos de la centésima parte de un mg)
En el artículo, Eisntein decía que toda la energía, de cualquier clase que sea tiene masa. Y tardó dos años en llegar a la formidable conclusión de que lo recíproco tenía que ser también cierto: toda masa, de cualquier clase, debe tener energía. ¿Por qué establecer una distinción tan clara entre la masa que tiene ya un objeto y la masa que pierde al despedir energía? Eso equivale a imaginar dos tipos de masa, sin ninguna razón seria, cuando con una podría bastar: toda masa debe tener energía.

Tras establecer esta equivalencia entre masa y energía, Einstein, en un artículo largo y de caracter principalmente expositivo, publicado en 1907 en el Jahrbuch der Radioaktivität, pudo escribir su famosa ecuación E=mc^2. Imaginemos la audacia de este paso: cada grano de tierra, cada pluma, cada mota de polvo se convertía en un prodigioso depósito de energía. :O_O: En aquella época no había forma de verificarlo. Sin embargo, al presentar su ecuación en 1907, Einstein la consideraba como la consecuencia más importante de su teoría de la relatividad.

Hemos hablado del florecimiento del genio de Einstein en el fabuloso año 1905. El 1 de abril de 1906, en la oficina de patentes de Berna, fue ascendido a la categoría de ingeniero técnico de segunda clase." :O-o:

"Einstein", Banesh Hoffmann.

Saludos!

La combustión de la vela es la separación de algunas moléculas de otras y combinarse de otra manera. Los carbonos formarán CO2, los hidrógenos formarán agua, y si quema mal, habrá un resto de carbono (hollín), y también CO.

La energía de enlace de la vela, y del O2 del aire antes de la combustión es mayor que la energía de enlace de los productos de la combustión.

Esta energía se desprende en forma de calor y luz.

Si pesaras la vela y el aire antes de la combustión, y despues de la combustión, verías que algo de masa se ha "perdido", la correspondiente a la energía de enlace. La energía parece ser grande, pero medida en kg de masa es muy pequeña: c^2= 9*10^16

Si partimos del carbono y el hidrógeno antes de formar la vela, para que se forme la grasa se necesita energía para empaquetar los carbonos e hidrógenos (y algunas otras cosas más, pero para simplificar podríamos decir que en lugar de vela es metano, CH4).

La masa de CH4 es mayor que la de C + 4H originales. La diferencia es muy pequeña para medirla, pero existe.

Lo que sí se puede medir es la energía que se necesita para generar metano, o la que se obtiene al quemarlo, que es la misma, y supongo que así es como se mide.

Saliendo de las combustiones, pasa lo mismo si tomamos dos masas que están pegadas y las separamos: la energía del sistema aumenta (se están atrayendo, nosotros las separamos), la suma de M1+M2 es mayor que la de la masa unificada.

La diferencia es muy pequeña, pero existe. Deberíamos pedirle al verdulero que junte bien las papas al pesarlas, así no nos engaña en el peso.

Tambien pasa lo mismo si estiramos (o comprimimos) un resorte: al estirarlo le entregamos energía, y esto aumenta su masa.

Lo mismo si comprimimos un gas, o acercamos dos cargas eléctricas del mismo signo, o dos polos iguales de dos imanes, o separamos cargas de diferente signo, o polos iguales de imanes.

También pasa eso si aceleramos un vehículo, o calentamos un objeto: aumenta su masa.

En todos estos casos, la energía puesta en juego (medida como masa por E=mc^2), es muy pequeña comparada con las masas de los objetos, y no se tiene en cuenta porque está muy por debajo de lo que se puede pesar.

La cosa cambia mucho cuando se trata de partículas nucleares, la energía de enlace de los núcleos es significativa comparada con la masa propia del núcleo.
Pero eso para el próximo capítulo, a ver si algún físico lo escribe.

Si falta claridad, es que faltó condensado de Bols. O sobró.

Saludos.

la mentablemente esta es la parte más tristemente conocida en cuanto a los efectos.....
pero en este caso, hay una sutil diferencia, acá si no me equivoco si hay pérdida de masa... por lo menos en la fision.... es decir que aca hay un cambio de masa por energía......

lo único que megustaría completar es si en todas las reacciones químicas sucede lo que se dijo antes, es decir si siempre es un cambio de energía por energía o en algún caso se cambia masa por energía???

Por dejar la conversación ya terminada indicar sólo que al igual que no se cumple el principio de conservación de la masa de Lavoisier tampoco se cumple el de la conservación de la energía de Meyer.

Por cierto, todas estas conversaciones me habían hecho dudar, un poco, de mi afirmación de que el intercambio de masa y energía se produce también en las reacción químicas. Pero he consultado libros de texto y puedo asegurar, para los que están dudosos, que sí ocurre. Aunque claro en la ciencia no se puede asegurar nada, je, je. Por decirlo de otra manera, la ciencia actual considera y ha comprpobado de que ocurre.

Saludos.

:o :o :o
y podrías explicar + o - como es el proceso, porque no quedó muy en claro.... es decir que parte de masa se pierde?, donde? que?....

pues no se que docente te toco, pero en Quimica Inorganica 2, cuando comenzamos con quimica nuclear, aprendimos a calcular la energia de enlace a partir de la diferencia entre la masa atomica experimental y la masa atomica teorica calculada por la suma de las masas de las particulas de su nucleo, y luego utilizando la tan conocida ecuacion...

pero como dice Kelden, en las reacciones quimicas que no son nucleares no hay transformacion de masa en energia y la masa se mantiene constante, ya que el cambio de masa esta asociado a la formacion de un nucleo atomico a partir de particulas subatomicas elementales, y mientras los nucleos no cambien, la masa se mantiene constante. (digamos, no se quien dijo que la masa del metano es distinta a la masa de los atomos de carbono e hidrogeno que lo componen por separado, pero esta equivocado... si bien sus energias libres son distintas, dicho cambio energetico se debe a razones termodinamicas, y por lo tanto, macroscopicas)

pero si queremos teorizar, podrias postular que las interacciones dentro de un nucleo atomico son afectadas, aunque en un grado negligible, por su entorno, y luego eso llevaria a un posible cambio de masa en los nucleos... ahora, no se si contamos con metodos experimentales que permitan verificar o no esta suposicion

K

El asunto es que en todas las reacciones químicas los núcleos no tienen participación, sólo los electrones. Las variaciones de masa son muy pequeñas y son reversibles, y no se deben a razones termodinámicas, éstas no explican por sí solas toda la variación de masa (un cuerpo aumenta su masa al calentarse).

Para producir variaciones dentro del núcleo hace falta energía en mucho mayor grado que la que se consigue por reacciones químicas.

Se usan neutrones despedidos por sustancias radiactivas, como en todo reactor de fisión, lo que provoca que los núcleos al descomponerse emitan más neutrones que provocan más reacciones, lo que se llama reacción en cadena.

La bomba atómica funciona juntando partes del material fisionable a gran velocidad, para no darle tiempo a la reacción en cadena a desparramar ese material, la reacción es violenta.

Si se pone un material moderador, la reacción puede controlarse y se obtiene un reactor nuclear como el de Atucha y demás.

Otra manera es calentando violentamente a millones de grados el material, ahora fusionable, para lograr la fusión en otro elemento. En la bomba de hidrógeno se usa una bomba atómica como detonador.

Esto es también lo que pretende hacer el reactor de fusión llamado Tokamak. Otra manera de lograr la fusión es comprimiendo y calentando las partículas de material mediante láseres.

Hasta ahora no se logró un reactor de fusión rentable.

Pero volviendo al tema de la pregunta: en las reacciones químicas las variaciones de masa son muy pequeñas y son reversibles, no hay cambio de un elemento en otro.

Y sí, la masa del metano no es igual a la masa de sus elementos constituyentes, y aunque la diferencia no puede medirse, sí puede calcularse.


Saludos.

y al emitir calor la pierde por la pérdida de energía...
ahora volviendo a lo que dije yo desde un principio.... y sigo sin entender (perdón por lo duro)
si partimos de la base de que masa y energía no son lo mismo (lo cual es obvio porque no son sinónimos, solo son unidades convertibles). me quieren explicar de donde proviene la energía que se libera en una reacción qímica como por ejemplo si prendo fuego una hoja de papel es obvio que libera energía en variadas formas o por lo menos en forma de luz si se quiere y esa energía no proviene del fosforo que usé para encenderlo, tambien se ve que al papel algo le pasó.... alguien me puede explicar este proceso?? hay alguna ley que lo explique???
si yo no le erro no hay una pérdida de materia en el proceso, creo yo que solo hay una pérdida de energía, es decir que nada tiene que ver (de forma directa) E=mc^2, porque en este caso es solo energía que está en un lado y se pasa a otro... pero la verdad es que no lo termino de entender y mucho menos de calcular....

Para formar papel (carbono, hidrógeno, oxígeno, y algunas cosas más), se debió partir de los elementos sueltos, o más probablemente a partir de otros compuestos. Si admitimos que el papel es celulosa, algún árbol tomó CO2+H20+??? + energía solar y la convirtió en celulosa+????.

La energia solar hace que las sustancias se empaqueten y formen la celulosa, y queda acumulada en ésta, lo que aumenta la masa por efecto del empaquetamiento. El aumento de masa es muy pequeño, no se puede medir, sólo calcular.

Al quemarse el papel, la energia solar vuelve a aparecer como calor y luz. Esta energía es relativamente grande y es la que usamos al quemar leña, por ejemplo. Se puede medir con un calorímetro.

Pero hay otra parte de energía que se puede calcular pero no medir, porque es muy pequeña, que se debe al llamado empaquetamiento de las moléculas, y que también se libera al quemar el papel.

Saludos.